混凝土结构耐久性论文
关于混凝土的毕业论文
关于混凝土的毕业论文混凝土是一种常见的建筑材料,它在现代建筑中扮演着重要的角色。
本文将探讨混凝土的特性、制作过程以及其在建筑中的应用。
一、混凝土的特性混凝土是由水泥、骨料、粉煤灰等材料按一定比例混合而成的人造材料。
它具有以下几个主要特性:1. 强度:混凝土具有较高的抗压强度,能够承受大部分建筑结构的负荷。
这使得混凝土成为建筑物的主要承重材料之一。
2. 耐久性:混凝土能够抵抗自然环境的侵蚀,如酸雨、高温等。
它的耐久性使得建筑物能够长时间地保持结构的完整性。
3. 可塑性:混凝土在浇筑时具有较高的可塑性,可以根据需要进行形状调整。
这使得建筑师能够创造出各种独特的建筑形式。
二、混凝土的制作过程混凝土的制作过程包括原材料的选取、配比设计、搅拌、浇筑和养护等环节。
1. 原材料选取:水泥、骨料、粉煤灰等是混凝土的主要原材料。
它们的质量和性能对混凝土的品质有着重要影响。
因此,在制作混凝土时,需要选择优质的原材料。
2. 配比设计:混凝土的配比设计是确保混凝土强度和耐久性的关键。
通过合理地控制水泥、骨料和水的比例,可以获得理想的混凝土性能。
3. 搅拌:在搅拌过程中,将水泥、骨料和水进行充分混合,以确保混凝土的均匀性和一致性。
搅拌时间和搅拌速度对混凝土的品质也有影响。
4. 浇筑:将搅拌好的混凝土倒入模具中,并使用振动器进行震实,以确保混凝土的密实性和均匀性。
5. 养护:混凝土在浇筑后需要进行养护,以保证其逐渐获得足够的强度。
养护期间需要控制温度和湿度,避免混凝土过早干燥。
三、混凝土在建筑中的应用混凝土在建筑中有广泛的应用,它可以用于建造各种类型的建筑物,如住宅、商业建筑、桥梁等。
1. 住宅建筑:混凝土可以用于建造房屋的结构部分,如梁、柱、楼板等。
混凝土的强度和耐久性使得房屋能够长时间地承受负荷,保持结构的完整性。
2. 商业建筑:混凝土在商业建筑中也有广泛的应用。
例如,高层建筑的主体结构通常采用混凝土,以确保其稳定性和安全性。
土木工程混凝土毕业论文
土木工程混凝土毕业论文土木工程混凝土毕业论文在土木工程领域,混凝土是一种重要的材料,广泛应用于建筑、桥梁、道路等基础设施的建设中。
混凝土的性能和质量对工程的安全性和持久性有着重要影响。
因此,研究混凝土的性能和优化其配方是土木工程领域的重要课题之一。
本文将探讨混凝土的特性、配方优化以及未来发展方向。
混凝土是一种由水泥、骨料、矿物掺合料和适量的水按一定比例混合而成的人造材料。
它的主要特点是具有较高的强度、耐久性和可塑性。
混凝土的强度是决定工程结构承载能力的重要因素之一。
研究混凝土的强度特性,可以通过试验方法来测定混凝土的抗压强度、抗拉强度、抗弯强度等指标。
此外,混凝土的耐久性也是工程结构寿命的关键因素。
耐久性主要包括抗渗性、抗冻融性、抗硫酸盐侵蚀性等指标。
通过研究混凝土材料的性能,可以提高工程结构的安全性和使用寿命。
混凝土的配方优化是提高混凝土性能的重要手段。
混凝土的配方包括水泥、骨料、矿物掺合料和适量的水的比例。
不同的配方会影响混凝土的强度、耐久性和可塑性。
通过调整混凝土的配方,可以改善混凝土的性能。
例如,适当调整水泥的种类和用量,可以提高混凝土的强度;添加掺合料可以改善混凝土的耐久性。
此外,还可以通过控制混凝土的水灰比来调整混凝土的可塑性和强度。
配方优化是土木工程领域的热门研究课题之一,其目的是提高混凝土的性能,降低工程成本。
未来,混凝土技术将继续发展。
随着科学技术的进步,新型的混凝土材料和技术将不断涌现。
例如,高性能混凝土、自修复混凝土、纳米混凝土等新型材料的研究已经取得了一定的进展。
这些新型材料具有更高的强度、更好的耐久性和更好的可塑性。
此外,新型的混凝土技术,如自密实混凝土、自流混凝土等,也将进一步改善施工工艺和提高工程质量。
未来的研究还将关注混凝土的可持续性和环境友好性。
减少水泥的使用量、利用废弃物资源和开发可再生能源是未来研究的重点方向。
综上所述,混凝土是土木工程领域的重要材料,其性能和质量对工程的安全性和持久性有着重要影响。
高性能混凝土耐久性论文
浅析高性能混凝土的耐久性【摘要】混凝土强度不断的提高成为它主要的发展趋势,施工中在提出高强度要求的同时,也提出耐久性和施工和易性的要求,目前在很多重要工程中都成功地采用高性能混凝土。
【关键词】混凝土;耐久性;高性能一、高性能混凝土的概念高性能混凝土是一种新型的高技术混凝土,是在大幅度提高普通混凝土性能的基础上,采用现代混凝土技术制成的具有韧性和体积稳定性等性能的耐久混凝土。
二、影响混凝土耐久性的主要因素高性能混凝土应具有适当的高强性能,但必须有良好的耐久性,能抵抗各种化学侵蚀作用,体积稳定性好。
影响混凝土耐久性的主要因素大致可以分为以下几点:1 混凝土冻融破坏在混凝土工程中,为了满足混凝土施工工作性要求:即用水量大、水灰比高,导致混凝土的孔隙率很高,约占水泥石总体积的25%-40%,特别是其中毛细孔占相当大部分。
毛细孔是水分、各种侵蚀介质、氧气、二氧化碳及其它有害物质进入混凝土内部的通道,引起混凝土耐久性的不足。
水泥石中的水化物稳定性不足也会对耐久性产生影响。
例如波特兰水泥水化后的主要化合物是碱度较高的高碱性水化矽酸钙、水化铝酸钙、水化硫铝酸钙。
此外,在水化物中还有数量很大的游离石灰,它的强度极低、稳定性极差,在侵蚀条件下是首先遭到侵蚀的部分。
要大幅度提高混凝土的耐久性,就必须减少或消除这些稳定性低的组分,特别是游离石灰。
2 混凝土的碱集料反应混凝土的碱集料反应是指混凝土中的碱和环境中可能渗入的碱与混凝土集料(砂石)中的碱活性矿物成分在混凝土固化后缓慢发生化学反应,产生胶凝物质因吸收水份后发生膨胀,最终导致混凝土从内向外延伸开裂和损毁的现象。
3 化学侵蚀当混凝土结构处在有侵蚀性介质作用的环境时,会引起水泥石发生一系列化学、物理与物化变化,而逐步受到侵蚀。
常见的主要化学侵蚀介质分为以下五类:(1)淡水腐蚀。
淡水的冲刷,会溶解水泥石中的组分,使水泥石孔隙增加,密实度降低,从而进一步造成对水泥石的破坏。
提高混凝土抗冻耐久性技术综述论文
提高混凝土抗冻耐久性技术的研究综述【摘要】本文针对北方寒冷地区混凝土冻融破坏问题,扼要综述了国内外混凝土抗冻耐久性技术的研究动态,叙述了利用矿物掺合料和复合掺入混合料是改善混凝土抗冻耐久性的有效措施。
【关键词】混凝土;耐久性;冻融破坏矿物掺合料1 前言混凝土的耐久性是混凝土抵抗气候变化、化学侵蚀、磨损或任何其它破坏过程的能力,当在暴露的环境中,能耐久的混凝土应保持其形态、质量和使用功能。
混凝土的耐久性研究内容包括:钢筋锈蚀、化学腐蚀、冻融破坏、碱集料破坏。
混凝土的抗冻性作为混凝土耐久性的一个重要内容,在北方寒冷地区工程中是急待解决的重要问题之一。
2 外加剂改善抗冻耐久性技术研究动态2.1 引气剂长期的工程实践与室内研究资料表明:提高混凝土抗冻耐久性的一个十分重要而有效的措施是在混凝土拌合物中掺入一定量的引气剂。
引气剂是具有增水作用的表面活性物质,它可以明显的降低混凝土拌合水的表面张力和表面能,使混凝土内部产生大量的微小稳定的封闭气泡。
这些气泡切断了部分毛细管通路能使混凝土结冰时产生的膨胀压力得到缓解,不使混凝土遭到破坏,起到缓冲减压的作用。
这些气泡可以阻断混凝土内部毛细管与外界的通路,使外界水份不易浸入,减少了混凝土的渗透性。
同时大量的气泡还能起到润滑作用,改善混凝土和易性。
因此,掺用引气剂,使混凝土内部具有足够的含气量,改善了混凝土内部的孔结构,大大提高混凝土的抗冻耐久性。
国内外的大量研究成果与工程实践均表明引气后混凝土的抗冻性可成倍提高。
美国是最早开始研究引气剂的国家,自1934 年在美国堪萨斯州与纽约州道路工程施工中发现引气混凝土,至今已有半个多世纪。
挪威[6 ]1974 年首次在大坝中使用引气剂,经过20 年运行后,掺引气剂的混凝土表面完好无损,而未掺引气剂的混凝土则已遭受较严重的冻融破坏。
掺用引气剂,使混凝土达到足够的含气量要求,可改善混凝土的孔结构性质,并明显改善混凝土的抗冻耐久性。
控制原材料质量改善混凝土结构的耐久性探讨
建筑 工程 l l l
控制原材料质量改善混凝土结构 的耐久性 探讨
李贞贞 齐 秋 艳
( 黑龙江省宏林建筑工程有限公 司, 黑龙江 哈 尔滨 10 0 ) 50 1
摘 要: 影响混凝土耐久性的因素是 多方面的, 主要影响 因素有结构设计 、 质量 、 - 材料 g r 质量及 外界环境条件 等。结合工作经验 , 对如何通过 控制原材料质量来改善 混凝土结构的耐久性作些探讨。 关键词: 建筑材料 ; 混凝土结构; 耐久性质量; 控制 五种水泥的主要性能各不相同。例如 : 硅酸盐水 往会造成意外 的质量事故。例如: 在一次框架柱 泥具有快硬、 早强 、 抗冻性好 、 耐磨性好等优点 , 施工中 , 因木质素磺酸钙减水剂的剩余量不多, 但同时也有水化热高 、 抗水性差等缺点 , 如果不 而不经计量 , 直接将剩余减水剂倒入混凝土搅拌 慎将硅酸盐水泥用于大体积混凝土或地下防水 机中, 使这一盘混凝土 中 减水剂量大了 45 , —倍 工程 , 就会造成工程质量隐患。施工中要针对工 结果 3 天后拆模 , 柱子局部强度较低, 后期强度 程的特点, 合理选用水泥品种。根据我国水泥标 仍然较低 , 最终不得不将该柱破坏后重新浇注。 准( B 34 9 ) G 14 - 2规定 , 同品牌 、 同厂家 的水 使用外加剂前 , 不 不 应详细掌握外加剂的性能 , 用量 泥是不准混用的。由于保管、 存放水泥混乱或因 要严格准确 , 经测试合格后 , 方可用于工程之 中。 为某种水泥一时短缺 , 往往会造成不同品牌、 不 3提高建筑工程 的施工质量 板、 、 柱 基础等混凝 土构件 ; 第四, 混凝土在 自然 同标号或不同出厂 日期的水泥混用 , 给工程留下 提高建筑工程 的施工质量 , 实现提高混凝 环境条件下具有较好的耐久性能 , 具有一定防火 质量隐患。 土结构耐久性的 目的, 以下几方面着手: 要从 作用 , 还可配制出防水 、 防射线、 防酸 、 电等 防静 建筑施工工期较长 , 仓库中的水泥存放管 ( )加大建筑施工单位的资质审核力度和 1 特殊要求的混凝土。 理不善 , 可能造成水泥过期或受潮 、 很 水泥 中有 从业人员的上岗教育培训工作, 确实提高建筑行 许多情况下 ,建筑物的寿命取决于混凝 士 效成分活性降低 , 用这样的水泥所配制出的混凝 业的施 工管理水平和从业人员素质从根本上保 的耐久性 。 即混凝土在使用条件下抵抗各种环境 土达不到所希望的设计 强度 ,从而造成事故隐 证工程的施工质量。 因素作用, 能长期保持外观完整性 的能力。混凝 患。 () 2 建立健全工程的监理制度 , 发挥监理人 23 子 _石 土在使用过程中必然会受到外界环境的侵蚀 和 员的监督检查作用 。 真正赋予监理人员相应的权 损害, 它的使用期限并不是无限期 的。 石子是混凝土 中所占比例最大 的一部分材 利 , 同时也增大监理人员 的责任追究力度 , 让监 我 国混凝土结构耐久性问题更为严峻。截 料 , 石子 中最大含 泥量是 石子质量 的 2 含泥 理人员手中的权利和责任紧密结合起来。 %, 止 2 世纪末 , 0 有近 2 .亿平方米建筑物进入老 量过高造成混凝士强度下降 , 3 4 构件表 面产生泥浆 () 3规范建筑行业的管理。 建筑行业的无序 龄期 , 处于提前退役的局面 , 不少在混凝土 中采 干缩裂缝, 不合格石子不允许进 场 , 石子中含泥 竞争和工程层层转包 、 层层分包现象 , 随着工程 用掺入氯化钙加快施工速度 的建筑 , 损坏更为严 量超标时可用清水冲洗至符合要求。 由于开采地 利润的i ̄ , g -施工单位必然会想各种方法降低工 重。据估计我国 1 9 年一年内由于腐蚀而引起 不同 , 99 岩石组成成分各异 , 石子中很容易混入蒙 程成本 , 最终影响工程的施工质量。 的建筑物维修费用在 1 0 -6 0 80 3 0 亿元。在近几 脱石、  ̄5 甚至生石灰块等 , 高v: 、 i 这些物质混入混 参 考 文献 年的商品房开发建设大潮中, 一些开发商为降低 凝土后会吸水膨胀、 产生裂缝 , 影响构件的正常 【 马 奎 , 国风 . 筋 混 凝 土 梁式 桥 耐 久 性 的模 l 】 慈 钢 工程成本 , 工程质量控制不严 , 不少新建好 的商 使用。 石子的强度取决于岩石的种类 。 例如石英 糊 综合 评 定法[ . 路 交通 技术 .0 6 3. J公 1 20() 品房没有用几年就要维修 , 有些甚至没有交工就 石的平均抗压强度大于 2 0 P , 5 M a石灰石的平均 f 郝挺 宇, 2 1 惠云玲 , 梅名虎等. 结构混凝土耐久性 开始维修 , 给国家造成了不必要的浪费。如何提 抗压强度为 l0 P , 6 M a而大理石 的平均抗压强度 无损检测技术『1 A. 第五届混凝土结构耐久性科技 高混凝土结构的耐久性 , 延长建筑物的使用寿 为 10 P 。配制高标号混凝土前对各种原材料 论坛论文射 c. 0. M a 1 】06 2 命, 减少建筑物 因混凝土结构耐久性不足而产生 要进行复试 。 混凝土 中含有针状、 片状石子 , 在混 【熊焱 , 3 】 屈文俊. 混凝土 结构耐久性病 害的诊 断 的巨额维修费用 ,就成为建筑业急需解决的问 凝土的浇筑振捣过程中, 离析泌水通常附着于长 与修复L ] A. 第七届全 国混凝土耐久性学术交流会 题。 条、 扁平的石子上 , 在针 、 片状石-T表面形成水 论 文集[1 0 8 T - E. 0 . 2 2建筑材料质量对混凝土结构 膜, 使构件 内的针状 、 片状石子不能同水泥浆很 I 潘莉 莎, 学青, 4 1 邱 庞煜 霞等. 减水剂对混凝土耐 好粘结 , 有时会形成 自由微小空 隙, 当混凝士构 久 I影 响的 研 究f . 国 高性 能 . 2 混凝土搅拌用水 . 1 l 生 A1 全 混凝土配制 用水一般应以清洁水为宜 , 如 件受外力作用时, 很容易从针、 片状石子处产生 『1 5 混凝土和矿 物掺合料的研究与工程应 用技术 水质较差 , 应对搅拌用水作水质检测, 防止水 中 破坏 。 交流会 论 文 集【】0 6 c. 0 . 2 24 .砂 的一些成分影响胶结材料的化学反应 , 从而造成 f1 6吕清芳. 混凝土结构耐久性环境区划标准的基 混凝土强度的降低。 混凝士搅拌用水的计量十分 砂子中含泥量超标后 ,对混凝土的影响同 础研究【 1 D. : 杭州 浙江大学 , 0 . 2 7 0 重要 , 加水量过大 , 则混凝土中水泥水化后 , 混凝 石子中含泥量超标一样 , 会降低混凝 土构件强 1l . 钢 框 架— — 混凝 土核 心 筒 混合 结 构 7陈灿 高层 土内部大量游离水蒸发后形成许多毛细管网, 有 度, 在混凝土表面产生泥浆干缩裂缝。一些承包 体系施工期间变形及其控制研 究f1 D. 上海 : 同济 害物质易侵入和扩散至混凝土内部 , 引起构件的 商或施工单位常会用中砂代替粗砂 、 用细砂甚 至 大 学 ,0 7 20. 碳化和钢筋锈蚀。 毛细管过多还会使混凝土质地 泥砂代替 中砂 , 致使砂子模数不符合要求 , 混凝 I】 8李红辉. 大掺量粉煤 灰高性 能混凝 土研 究f1 D. 疏松 , 降低混凝土强度。 加水量不足时,《 贝会导致 土强度 下降。 北京 : 北京 建 筑工程 学院 ,0 8 20 . 水泥水化反应缓慢甚至停止 ,降低混凝土的强 25 加剂 .外 f] 9陈肇元. 提高土建结构工程的安全性与耐久性 度。 所以, 应根据混凝土配比试验报告, 对搅拌用 混凝土施工中常用的外加剂有早强剂 、 减 刻不容缓 f1 我 国大型建 筑工程设计 发展方 A. 水作到准确计量。 水剂 、 缓凝剂、 抗冻剂、 防锈剂等十余种外加剂 , 向——论 述与建议fJ 0 5 C_ 0. 2 2 . 2水泥 用于提高早期强度 , 增大混凝土的流动性 , 防止 【o卫军, 11 张晓玲 , 霄龙. 赵 混凝土结构耐 久性的 按照水泥的种类划分 ,最常见的是硅酸盐 混凝土受冻 、 节约水泥用量等。外加剂质量没有 研 究现状 和 发展 方 向『. 温建 筑技 术 ,0 32. J低 ] 2 o () 水泥 、 普通硅酸盐水泥、 矿渣硅酸盐水泥、 粉煤灰 保证 , 往往会造成事故 。 外加剂添加量一般为水 质硅酸盐水泥 、 火山灰质硅酸盐水泥五种 , 但这 泥用量的 O %到 之问 ,如果计量不准确, . 2 往 责 任编 辑 : 袁依 凡 1混凝土的耐久性对经济发展 我 国每年耗 费在混凝 土结构上 的费用 为 20 亿元 以上。由于混凝土具有其它材料所没 00 有的优点和特性 , 在建筑工程中 , 混凝土有着其 它材料无法取代的重要地位。首先, 混凝土的原 材料造价较低 , 易于就地取材 , 可降低工程造价 ; 其次 , 混凝土具有较高 的抗压强度 , 可根据工程 需要配制出强度等级为 C 0C 0 1- 8 或强度更高的 混凝土涕 三, 混凝土可根据工程需要浇注成梁、
混凝土结构论文
钢筋混凝土结构混凝土结构的发展极为迅速, 在改革开放20 年的时间里我国发展极为迅猛, 从新材料、新技术的研究、开发和推广应用, 到工程结构的建造, 取得了惊人的巨大成就, 创造了一个个新的纪录。
有的已达到国际先进水平, 或已进入国际先进行列, 有的甚至暂居领先地位。
混凝土结构的应用范围日益扩大, 无论从地上或地下, 乃至海洋, 工程构筑物很多用混凝土建造, 因为它的耐久性和耐火性都较钢结构优越。
甚至有建议太空站也可采用在月球上烧制水泥和炼钢。
钢筋混凝土是当今最主要的建筑材料之一,但它的发明者既不是工程师,也不是建筑材料专家,而是一位法国名叫莫尼埃的园艺师。
莫尼埃有个很大的花园,一年四季开着美丽的鲜花,但是花坛经常被游客踏碎。
为此,莫尼埃常想:“有什么办法可使人们既能踏上花坛,又不容易踩碎呢?”有一天,莫尼埃移栽花时,不小心打碎了一盆花,花盆摔成了碎片,花根四周的土却仅仅包成一团。
“噢!花木的根系纵横交错,把松软的泥土牢牢地连在了一起!”他从这件事上得到启发,将铁丝仿照花木根系编成网状,然后和水泥、砂石一起搅拌,做成花坛,果然十分牢固。
钢结构自重较轻, 施工速度较快。
我国钢产量已连续3 年超过亿吨。
在某些情况下, 笔者认为经各方面比较, 有的可能以采用钢结构为宜, 包括采用劲性钢筋混凝土结构。
如所周知, 混凝土结构发展经历了三个阶段, 现已进入第四阶段。
根据学习, 从较多方面考虑, 对这一阶段的特征作出新的描述并结合最近工程资料, 从材料、工艺、施工、高层建筑、桥梁和大坝以及特种结构予以简要举例说明。
新阶段的特征是:进一步发展工业化体系如大模板现浇和大板体系。
高层建筑结构体系的发展, 如框桁体系和外伸结构的采用。
在设计中引入概率方法。
由于计算机的发展和普及, 在结构工程领域内引起深刻的改革和革命。
专家系统的采用; 计算机辅助设计和绘图(CAD , CA G) 的程序化, 包括结构动态分析图形的描绘, 因而改进了设计方法和提高设计质量, 也减轻了设计工作量, 提高了人的工作效率。
混凝土结构使用寿命预测模型论文
混凝土结构使用寿命预测模型初探【摘要】纵观当前混凝土结构使用寿命预测模型的研究,分别从基于碳化的寿命预测模型、基于氯离子扩散导致钢筋锈蚀的寿命预测模型及基于混凝土损伤的寿命预测模型等方面介绍了该领域的研究进展。
提出在实际使用期内,结构往往要经历小修、中修或大修使得结构可靠度相应提高或结构劣化速度减缓,因此建筑结构的寿命预测还应考虑维修历史和效果。
【关键词】混凝土使用寿命;混凝土结构;预测模型混凝土的耐久性是其抵抗大气影响、化学侵蚀和其他劣化过程而长期维持其性能的能力。
在结构设计中,耐久性被看成是结构所需的一种功能而不是其固有的内在性能,所以耐久性又被定义为结构及其部件在各种可能导致材料性能劣化的外加因素作用下、并在预期的使用年限内维持其所需功能的能力。
而结构及其部件的使用年限(或工作寿命)则是建造完工或生产制成以后,在预定的使用和维修条件下,所有功能均满足预定要求的期限。
如何对混凝土进行寿命预测及评估是一个尚未解决的国际重大科技问题,实现混凝土的寿命预测、评估以及耐久性设计必将有力推动混凝土科技的发展。
一、基于碳化的寿命预测模型20世纪60年代,国际上一些发达国家就开始对混凝土的碳化进行了大量的试验研究及理论分析。
国内则从20世纪80年代开始了混凝土的碳化和钢筋锈蚀研究,通过快速碳化试验研究、长期暴露和工程调查,研究了混凝土碳化的影响因素与碳化深度预测模型。
当前关于混凝土碳化寿命预测模型,主要是基于fick定律的推导,即碳化深度与碳化时间的平方根成比例d= 。
;基于长期试验和快速试验,牛荻涛等对其进行了修正,即。
黄士元等考虑水泥用量、水灰比建立了碳化预测模型式中:kc为水泥用量影响系数,kc=(-0.0191c+9.311)×0.001,c为砼中水泥用量(kg/m3);kw为水灰比影响系数,kw=(9.844w/c-2.982)×0.001;k是为水泥品种系数,对于硅酸盐水泥k=1,矿渣水泥砼k=1.43,掺粉煤灰的硅酸盐水泥砼k=0.9。
混凝土结构耐久性浅谈
混凝土结构耐久性浅谈摘要:海洋环境是引起混凝土耐久性劣化的主要诱因之一。
随着我国经济的发展与“一带一路”倡议的提出,我国建筑企业涉外工程日益增多,国际设计、施工单位也逐渐进入国内市场。
规范在结构设计方面起着重要的指导作用,各国混凝土结构耐久性设计规范的相关规定也不尽相同,因此有必要研究国内外混凝土结构耐久性设计方法的异同之处。
目前,国际上最具影响力的混凝土设计规范主要是美国规范《混凝土结构建筑规范》(ACI318-19) 与欧洲混凝土结构设计规范 (EN1992-1-1:2004 混凝土结构设计 - 第 1-1 部分:一般规程与建筑设计规程 ),我国《混凝土结构耐久性设计标准 (GB/T 50476-2019)》在前几版的基础上,经过修改也更规范化。
目前,各国的耐久性设计思路一般都是先确定环境类型与环境作用等级,再确定混凝土水胶比 ( 或水灰比 )、混凝土强度、保护层厚度等设计参数。
本文针对中、美、欧海洋环境混凝土结构耐久性设计的相关设计参数进行对比分析,旨在分析国内外混凝土耐久性设计方法的异同,为我国混凝土结构设计规范的进一步修订提供参考,为设计施工人员进行涉外工程提供帮助。
关键词:混凝土耐久性、混凝土设计规范、混凝土水胶比1混凝土结构耐久性劣化过程与极限状态1.1钢筋锈蚀导致混凝土结构耐久性劣化结构的耐久性是指结构在正常设计、正常施工、正常使用和正常维护条件下,在规定的时间内,由于结构构件性能随时间的劣化,但仍能满足预定功能的能力。
混凝土内部孔隙为环境中的酸性气体、水分、氧气、离子等侵入提供了通道。
一般大气环境中的二氧化碳、氮氧化物等酸性气体和酸雨侵入混凝土时,会降低混凝土的 pH 值,使混凝土中性化,诱发钢筋锈蚀。
化工车间、海工结构、腐蚀性土壤以及使用除冰盐的道路桥梁结构中,侵蚀性离子是导致混凝土腐蚀与钢筋锈蚀的主要原因。
自然电化学腐蚀、杂散电流腐蚀、应力腐蚀和氢脆腐蚀等普遍存在,极大缩短了结构使用寿命。
混凝土结构耐久性回顾分析论文
混凝土结构耐久性研究的回顾分析【摘要】混凝土结构耐久性研究已经成为当今社会非常重要的课题之一,充分考虑到研究混凝土结构耐久性的重要意义,本文针对混凝土结构耐久性问题进行了深入的研究,对影响混凝土结构耐久性的因素进行分析,并进一步提出了相应的措施,以期使混凝土耐久性得到有效的提高。
【关键词】混凝土结构;耐久性;分析研究1 前言预应力混凝土、钢筋混凝土、素混凝土由于其良好的耐久性、容易获取原材料、经济、施工简便等各方面的原因,成为了建筑工程中使用范围非常广泛的一种工程材料。
近年来,不断发展的现代科学技术,混凝土结构的耐久性已经有了很大的研究成果。
但是,因为影响混凝土耐久性的因素众多,同时又非常复杂,以及各种相互交叉作用,所以,混凝土耐久性破坏问题对人们仍然造成了很大的困扰。
通过对众多资料的研究我们发现,因为混凝土耐久性不足造成的工程结构的失效、拆除以及破坏等现象屡见不鲜,所以不得不进行加固和维护,这就带来了严重的经济损失,这并不是个别问题,而是全国普遍存在的问题,所以,政府职能部门、设计单位、工程界以及学术界等都必须对这个问题给予高度的重视。
2 影响因素分析2.1 混凝土的碳化氢氧化钙普遍存在于混凝土的水泥石中,它呈现碱性,为了使金属钢筋免于酸性介质的腐蚀,氢氧化钙在钢筋的表面会有一层碱性薄膜形成,具有“钝化”的保护作用。
但是,有很多种酸性介质普遍存在于大气之中,它们和水经由各种裂隙或者孔道而向混凝土中渗入,从而这种碱性被中和了。
比如,大气中的水和二氧化碳会化合成具有一定酸性的碳酸,虽然相对较弱,不过与氢氧化钙一样可以形成无碱性盐,即碳酸钙;因为工业污染而形成的酸雨等,这个过程就叫做“碳化”。
这个指标可以进行钢筋混凝土结构的可靠度分析。
2.2 化学侵蚀在周围的很多介质都直接或间接的和混凝土相接触,例如:土壤、水、空气等,这些介质中若容有碱、盐、酸类侵蚀物质,并向混凝土的内部浸入,可以发生化学反应或者物理反应,从而混凝土便会受到严重的腐蚀,不断地发生胀裂并进一步剥落,最终腐蚀钢筋,造成结构的失效。
混凝土结构设计论文
混凝土结构设计论文摘要:虽然在进行混凝土结构设计的时候需要考虑的问题很多,但是混凝土结构的耐久性和抗震性是必须要考虑的问题,把握好这两个问题的关键,可以减少很多的工程事故,提高工程质量,提高工程的安全系数,保障人员的生命与财产安全。
1.引言从传统的观念来看,钢筋混凝土结构具有很多优点,它有良好的物理力学性能、取材容易和造价可观的优点,但它最为显著的特点主要耐久性,混凝土本身的耐久是毋庸置疑的,虽然钢筋容易发生腐蚀,但是有混凝土的保护层的包裹,钢筋不能和空气接触,钢筋不会发生锈蚀,所以钢筋混凝土结构的使用寿命是相当长的。
所以成为了世界工程建筑使用最广泛的结构形式。
当然这只是从传统的观念来看的,但从科学的角度来看,这是不符合科学的探索观点的,正是由于人们收传统观念的影响,只片面了考虑的混凝土的耐久性,忽视了混凝土结构的整体耐久性,并且很多地区属于地震多发段,地震对其的危害相当的大,所以抗震性也不容忽视,特别是高层建筑中,抗震性尤为重要,越是楼层高,高楼层的顶部在受到地震作用时侧向位移也越大,就更容易发生坍塌的危险。
本文主要从混凝土结构的耐久性和抗震性来分析设计中的一些值得注意的问题。
2.混凝土结构的耐久性虽然混凝土结构存在的很多的优点,但是也存在一些内部因素和外部因素对混凝土结构的耐久性产生影响。
2.1内部因素。
内部因素首先便是混凝土的自身问题,混凝土内部存在碱性的水化物,当大气环境里的CO2侵入混凝土内部时,会使得混凝土中的这些碱性水化物与CO2发生中和反应,也就是使得pH 值下降,俗称混凝土的碳化过程。
这个过程会让混凝土急剧收缩,导致混凝土开裂,加上碳化也会破坏钢筋外表面的氧化膜,使得钢筋容易锈蚀,发生危险。
提高混凝土的强度等级的,使得内部孔隙率降低,混凝土内部更加的密实,提高了抗渗透性能,减缓了外部有害物质的入侵。
值得注意的是当混凝土中加有碱活性的骨料的时候,在露天潮湿环境下,碱与骨料里的活性颗粒会产生反应,混凝土表面也会产生裂缝,加速侵蚀性物质的入侵破坏。
混凝土耐久性论文:混凝土耐久性的提高措施
混凝土耐久性论文:混凝土耐久性的提高措施一、引言混凝土作为现代建筑中广泛使用的材料,其耐久性对于建筑物的长期性能和安全性至关重要。
然而,在实际应用中,混凝土常常面临着各种劣化因素的挑战,如化学侵蚀、冻融循环、钢筋锈蚀等,这些因素会导致混凝土结构的性能逐渐下降,缩短其使用寿命。
因此,研究和采取有效的措施来提高混凝土的耐久性具有重要的现实意义。
二、影响混凝土耐久性的因素(一)化学侵蚀化学侵蚀是指混凝土与外部环境中的化学物质发生反应,导致其性能劣化。
常见的化学侵蚀包括酸、碱、盐等物质的侵蚀。
例如,酸雨会使混凝土中的氢氧化钙溶解,破坏混凝土的结构;硫酸盐会与水泥水化产物反应,生成膨胀性产物,导致混凝土开裂。
(二)冻融循环在寒冷地区,混凝土结构经常遭受冻融循环的作用。
水在混凝土孔隙中冻结时会产生膨胀应力,多次冻融循环会使混凝土内部产生微裂缝,从而降低其强度和耐久性。
(三)钢筋锈蚀钢筋在混凝土中起到增强作用,但当混凝土保护层不足或存在裂缝时,外界的氧气和水分会进入混凝土,导致钢筋发生锈蚀。
钢筋锈蚀会产生膨胀力,进一步加剧混凝土的裂缝和破坏。
(四)碱骨料反应某些骨料中的活性成分与混凝土中的碱发生化学反应,产生膨胀性产物,导致混凝土开裂和破坏。
(五)施工质量施工过程中的不当操作,如振捣不密实、养护不到位等,会使混凝土内部存在缺陷和孔隙,从而影响其耐久性。
三、提高混凝土耐久性的措施(一)原材料的选择与优化1、水泥选择合适类型和标号的水泥是提高混凝土耐久性的基础。
优先选用低水化热、抗硫酸盐性能好的水泥品种。
2、骨料选用坚固、级配良好、吸水率低的骨料。
避免使用含有活性成分的骨料,以防止碱骨料反应。
3、掺合料适量掺入粉煤灰、矿渣粉等掺合料,可以改善混凝土的微观结构,提高其抗渗性和抗化学侵蚀性能。
(二)优化混凝土配合比1、降低水胶比水胶比是影响混凝土耐久性的关键因素之一。
降低水胶比可以减少混凝土中的孔隙率,提高其密实度和抗渗性。
钢筋混凝土结构工程论文
钢筋混凝土结构工程论文钢筋混凝土结构是目前建筑工程中应用最为广泛的结构形式之一。
它具有强度高、耐久性好、整体性强等优点,能够满足各种建筑功能和造型的要求。
本文将对钢筋混凝土结构工程进行详细的探讨。
一、钢筋混凝土结构的基本原理钢筋混凝土结构是由钢筋和混凝土两种材料组成的复合结构。
混凝土具有较高的抗压强度,但抗拉强度较低;而钢筋则具有较高的抗拉强度。
将钢筋配置在混凝土中,使混凝土主要承受压力,钢筋主要承受拉力,从而充分发挥两种材料的性能优势。
在钢筋混凝土结构中,钢筋与混凝土之间通过粘结力共同工作。
粘结力由化学胶结力、摩擦力和机械咬合力组成,它保证了钢筋与混凝土在受力时能够协调变形,共同承担荷载。
二、钢筋混凝土结构的材料1、混凝土混凝土的性能直接影响钢筋混凝土结构的质量和耐久性。
其主要组成材料包括水泥、骨料、水和外加剂。
水泥是混凝土中的胶凝材料,其品种和强度等级应根据工程要求选择。
骨料分为粗骨料和细骨料,其级配和质量应符合规范要求。
水的质量对混凝土的性能也有重要影响,应使用清洁、无有害物质的水。
外加剂可以改善混凝土的性能,如提高流动性、延缓凝结时间等。
2、钢筋钢筋的种类繁多,常见的有热轧钢筋、冷轧钢筋和预应力钢筋等。
热轧钢筋具有较高的强度和较好的塑性,是钢筋混凝土结构中常用的钢筋类型。
钢筋的强度、延性和焊接性能等指标应符合设计要求。
三、钢筋混凝土结构的设计1、结构计算钢筋混凝土结构的设计需要进行各种计算,包括承载力计算、变形计算和裂缝宽度计算等。
承载力计算是确定结构在各种荷载作用下的安全性,变形计算是保证结构在使用过程中的正常使用性能,裂缝宽度计算则是控制裂缝的开展,保证结构的耐久性。
2、构造要求除了进行结构计算外,还需要满足一系列的构造要求。
例如,钢筋的锚固长度、搭接长度、箍筋的间距和加密区等。
构造要求的目的是保证结构的整体性和可靠性,防止出现局部破坏。
四、钢筋混凝土结构的施工1、模板工程模板是用于成型混凝土的临时结构,其质量和安装精度直接影响混凝土的尺寸和形状。
混凝土的耐久性论文:浅析绿色高性能混凝土耐久性
混凝土的耐久性论文:浅析绿色高性能混凝土耐久性摘要:探讨了混凝土的耐久性,在现有混凝土结构耐久性研究基础上分析了绿色高性能混凝土耐久性的因素,以及提出增强其耐久性的设计要点,以解决绿色高性能混凝土结构的耐久性问题,改善其结构的耐久性。
关键词:高性能绿色耐久性混凝土由于其具有经济、耐久、节能等众多优点,而成为重要的建筑材料,其应用范围十分广泛。
作为目前世界最大宗的人造建筑材料,其在给人类带来巨大文明进步的同时,也面临由此造成的严峻的资源、能源和环境问题。
传统意义上的混凝土由于自身结构材料和使用环境的特点,还存在着严重的耐久性问题,已不能满足混凝土行业的绿色可持续发展的要求[1]。
因此,大力推广使用绿色高性能混凝土是实现混凝土环保化、节约化的积极有效措施。
1、绿色高性能混凝土绿色高性能混凝土(简称GHPC)是近年来在高性能混凝土的基础上,从节能、环保和可持续发展的角度考虑而设计、制备的一种新型混凝土材料。
最早提出GHPC概念的是中国工程院院士吴中伟教授[2],并指出:GHPC是混凝土的发展方向,更是混凝土的未来。
绿色高性能混凝土出来具有高性能混凝土的优点外,还具有其独特的特点:(1)能更多的节约水泥熟料,更有效的减少环境污染,同时也能大量的降低能耗。
(2)能更多的掺加以工业废渣为主的细掺料,节约水泥,减少二次污染,并改善混凝土的耐久性。
(3)能更大的发挥高性能混凝土的优势,尽量减少水泥和混凝土用量,达到节约资源、改善环境目的。
2、绿色高性能混凝土的耐久性及影响因素分析强度和耐久性是混凝土结构的两个重要指标,而以往工程只重视混凝土的强度,或片面追求高强度而忽视混凝土的耐久性。
长期以来,人们一直认为混凝土是耐久材料,但直到20世纪70年代末,大量混凝土由于各种原因提前失效,发达国家已建成并使用的诸多基础建设和重大工程过早破坏严重,造成了巨大的财政负担,其主要因素就是由于混凝土的耐久性不足而导致的。
这就需要考虑研究影响混凝土耐久性的因素。
高性能混凝土论文
高性能混凝土论文高性能混凝土(High Performance Concrete,简称 HPC)是一种具有优异性能的新型混凝土,它在现代建筑工程中发挥着越来越重要的作用。
高性能混凝土具有高强度、高耐久性、高工作性等特点,能够满足各种复杂工程结构的需求,提高建筑物的使用寿命和安全性。
一、高性能混凝土的定义和特点高性能混凝土是一种采用现代混凝土技术,选用优质原材料,在严格的质量管理条件下制成的具有优异性能的混凝土。
与传统混凝土相比,高性能混凝土具有以下显著特点:1、高强度高性能混凝土的强度通常在 60MPa 以上,有的甚至可以达到100MPa 以上。
高强度使得混凝土结构能够承受更大的荷载,减小构件尺寸,增加建筑使用空间。
2、高耐久性高性能混凝土具有良好的抗渗性、抗冻性、抗化学侵蚀性等耐久性指标。
能够在恶劣的环境条件下长期保持其性能,延长建筑物的使用寿命。
3、高工作性高性能混凝土具有良好的流动性、填充性和可泵性,易于施工和浇筑,能够保证混凝土在复杂结构中的均匀分布和密实填充。
4、体积稳定性好高性能混凝土在硬化过程中体积变形小,能够有效减少混凝土裂缝的产生,提高混凝土结构的整体性和稳定性。
二、高性能混凝土的原材料高性能混凝土的优异性能离不开优质的原材料。
其主要原材料包括水泥、骨料、矿物掺合料、外加剂和水。
1、水泥通常选用高强度等级的水泥,如硅酸盐水泥或普通硅酸盐水泥。
水泥的品质和性能对高性能混凝土的强度和耐久性有着重要影响。
2、骨料选用质地坚硬、级配良好的骨料,如碎石和河砂。
骨料的粒径、形状和表面特征会影响混凝土的工作性和强度。
3、矿物掺合料常用的矿物掺合料有粉煤灰、矿渣粉、硅灰等。
这些掺合料能够改善混凝土的微观结构,提高混凝土的耐久性和强度。
4、外加剂高性能混凝土通常需要使用高效减水剂、缓凝剂、引气剂等外加剂来改善混凝土的性能。
外加剂的合理使用能够有效控制混凝土的坍落度损失、凝结时间和含气量。
5、水使用符合国家标准的清洁水,避免水中含有有害物质对混凝土性能产生不利影响。
冬期施工混凝土耐久性质量控制论文
冬期施工混凝土耐久性的质量控制【摘要】人们对耐久性问题的认识主要是出自于经济因素和安全因素考虑的。
对混凝土结构工程来说,材料耐久性设计应该放在与力学性能、环境因素。
负温混凝土是广泛应用在我国“三北”地区。
而“三北”地区的恶劣气候,对负温混凝土的工作性、耐久性等必将提出更高、更苛刻的要求。
【关键词】冬期;施工;混凝土;耐久性;质量控制混凝土的可持续发展战略措施之一就是要增强混凝土结构的耐久性。
耐久性是指达到设计强度等指标的混凝土经过长年的使用而不毁坏,能够继续服务于工程环境并且对侵蚀环境有一定的抵抗能力,保持其适用性。
1 与混凝土耐久性相关的问题1.1裂缝、微裂缝与耐久性我们知道碱骨料反应、冻融循环、由于干湿交替、氯离子渗透、碳化引起的钢筋锈蚀;硫酸盐侵蚀、风蚀、汽蚀等是影响混凝土耐久性的主要因素。
在这些破坏因素当中,体积稳定性和开裂的原因几乎都与水有关,水也是侵蚀介质扩散进入混凝土主体的主要载体。
混凝土裂缝的产生主要是由于温度、湿度、化学反应以及载荷作用等因素引起。
早期混凝土的开裂是收缩应力与徐变释放应力共同作用的结果。
1.2 与强度的关系问题长期以来,一直认为强度与耐久性之间直接相关,因而决定了耐久性混凝土的配合比设计方法。
事实上,混凝土对物理、化学介质的耐腐蚀能力不一定与混凝土机械强度有关。
强度高的混凝土不一定具有很高的耐侵蚀能力,而由耐化学侵蚀性较好的材料制备成的低强度混凝土却有高的耐久性能。
2 负温混凝土的概念及理论问题2.1 负温混凝土与正温混凝土关系从温度对混凝土性能影响的角度出发,可以把混凝土分为正温与负温混凝土。
前者只可以在正温条件下凝结、硬化并且强度持续发展,当放置于负温条件下时遭受冻害,强度增长缓慢甚至停止增长,恢复正温条件养护后其损失在50%以上,并且其他物理化学性能丧失殆尽。
后者可在两种温度条件下水化强度继续增长,并且在负温条件下表现出其特殊的凝结硬化特性。
负温下强度持续增长,负温28d强度增长率达到标准强度的40%~50%,并且转入正温条件养护后不改变物理力学性能固有的结构关系。
关于混凝土论文
关于混凝土论文摘要:在分析混凝土桥梁耐久性问题的基础上,探讨了提升混凝土桥梁结构耐久性的策略,包括混凝土梁的优化、正交异性钢桥面优化、做好低温天气下的桥梁养护工作、控制材料性能以及做好钢筋防腐工作等,可为相关工程项目提供参考。
关键词:混凝土桥梁;结构;耐久性引言桥梁混凝土耐久性主要是指在正常施工以及使用情况下,桥梁结构如果出现突发性的事故,依旧能够保持一定稳定性的能力。
此外,桥梁结构耐久性还经常被用于桥梁使用周期的评价。
然而受我国基本国情的影响,桥梁常常会出现耐久性问题,如混凝土结构裂缝、冰融循环等,这对行车及行人造成巨大的安全隐患,因此必须采取合理的桥梁耐久性提升策略,以延长桥梁的使用寿命。
1混凝土桥梁的耐久性问题1、1混凝土斜拉桥出现裂缝我国现存的较长使用年限的大型桥梁为混凝土斜拉桥,基本采用钢筋混凝土为主梁。
在此类桥梁的运行中,常常会出现裂缝使桥梁结构耐久性下降的问题。
裂缝的产生原因主要包括以下两方面:第一,受桥梁的初期设计不合理、构造不合理以及材料使用不合理等原因的影响,使得桥梁结构耐久性下降;第二,随着经济的发展,桥梁上通行的大吨位车辆的数量不断增加,并且桥梁在常年使用后,桥梁本身的混凝土伸缩比发生变化,这使得桥梁出现耐久性问题。
1、2混凝土桥梁存在下挠中型及大型跨度桥梁,采用的是梁式结构,通常被分为连续式预应力混凝土桥与连续式混凝土钢构桥两种类型,桥梁的跨度一般在100~300m 的范围[1]。
当前,我国依旧拥有大量的连续式混凝土桥梁,比如广东省虎门大桥复航道桥,至今已经有整整20年的历史。
连续式缓凝土桥梁常发的耐久性问题主要是桥梁出现大幅度的下挠,表现为桥梁构件发生变形以及梁体出现开裂。
桥梁大幅度下挠属于全世界桥梁建设面临的问题,在该问题的处理上,一般采取控制性的策略,即避免桥梁存在大幅度下挠的情况,如果桥梁下挠显著,往往做拆除处理,以免出现重大坍塌事故。
1、3正交异性钢桥面疲劳德国最早提出并使用正交异性钢桥面,该桥面主要借鉴军舰传播的甲板设计,钢桥面的厚度一般在10mm以下,桥梁的周围则主要采取纵肋结构设计,并且各个纵肋之间为横隔连接[2]。
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混凝土结构耐久性探析
摘要:混凝土耐久性是指混凝土在使用条件下,抵抗周围环境中各种因素长期作用而不破坏的能力。
本文分析了混凝土结构耐久性影响因素,探讨了提高混凝土结构耐久性的措施。
关键词:混凝土;结构;耐久性
abstract: the durability of concrete is refers to the concrete in the use of conditions, the resistance of various factors in the surrounding environment without destroying long-term effects of ability. this paper analyzes the factors affecting the durability of concrete structure, and probes into the measures to improve the durability of concrete construction.
keywords: concrete; structure; durability
中图分类号:tv331文献标识码:a 文章编号:
混凝土耐久性是指混凝土在使用条件下,抵抗周围环境中各种因素长期作用而不破坏的能力。
环境对混凝土结构的物理化学作用以及混凝土结构抵御环境作用的能力,是影响混凝土结构耐久性的因素,对现有混凝土结构进行的耐久性检测与评估十分重要。
曾有调查表明 ,国内大多数工业建筑在使用25一30年后即需大修 ,处于严酷环境下的建筑物的使用寿命仅15 一20年 ,桥梁、港口等基础设施工程尤其严重。
许多工程建成后几年就出现钢
筋锈蚀、混凝土开裂有专家指出,我国大干基础设施工程建设的高潮还需延续,而由于忽视耐久性问题 ,迎接我们的还会有大修的高潮其耗费将倍增于工程建设时的投资。
而其原因却往往是由于混凝土耐久性不足引起的。
一、混凝土结构耐久性概述
混凝土结构耐久性是指混凝土结构抵抗周围不利因素长期作用的性能,这些不利因素包括气候作用、化学侵蚀、物理作用或任何其他破坏过程。
混凝土结构应做到,在设计要求的目标使用年限内,经受自然以及人为环境的化学和物理作用下,不需花费大量资金加固处理而保持其安全使用功能和外观要求混凝土结构耐
久性主要包括以下几方面:
1、抗侵蚀性。
混凝土结构的工作环境中必然会存在如空气水、土壤等介质,这些气、液或固态物质中含有不同浓度的酸、盐碱类等侵蚀性物质。
这些物质由于扩散及渗透作用进入混凝土内部后,会与其中相关成分发生物理化学反应,首先使混凝土表面逐渐发生绽裂剥落现象,进而引起混凝土内部钢筋的腐蚀,而钢筋锈蚀体积增大,又会加剧混凝土的绽裂剥落现象,因而侵蚀性物质更容易进入混凝土内部,如此恶性循环,最终导致混凝土结构的失效。
2、抗渗性。
混凝土抗渗性是指混凝土抵抗压力水(或油)渗透的能力,其直接影响混凝土的抗冻性和抗侵蚀性。
这是因为,具有侵蚀作用的化学物质一般通过水分的渗入进入混凝土内部,而抗渗性控制着水分渗入的速率,从而控制侵蚀性物质进入混凝土的速
率混凝土的抗渗性主要与其密实度以及内部孔隙的大小和构造有关。
3、抗冻性。
混凝土抗冻性是指混凝土在饱和水的状态下,经历多次冻融循环,仍保持其原有性质或不显著降低原有性质的能力、抗冻性与混凝土密实度、含水量以及内部孔隙大小和构造有直接的关系。
二、混凝土结构耐久性影响因素
混凝土结构耐久性的影响因素众多,常见的有混凝土碳化、碱-骨料反应、钢筋锈蚀、混凝土冻融损伤、化学物质的侵蚀以及机械物理损伤、大气侵蚀、生物侵蚀、熔蚀等因素。
在这些影响因素的作用下,混凝土结构的使用寿命大大缩短,尤其是钢筋锈蚀,它是影响混凝土结构耐久性最常见的因素之一。
以下就几种主要的影响因素进行阐述。
1、钢筋锈蚀。
在钢筋混凝土结构中,钢筋的锈蚀是造成混凝土结构耐久性损伤的最主要因素。
新鲜混凝土孔隙中是碱度很高(ph值可超过13)的氢氧化钙饱和溶液,在这样的高碱性环境中,钢筋表面被氧化,形成一层厚度为20~60a的氧化膜,使钢筋处于钝化状态。
但混凝土的中性化(主要是碳化)使混凝土中的ph值降低时,或者有足够浓度的氯离子扩散到钢筋表面时,钢筋钝化膜将会遭到破坏。
钢筋锈蚀后,除了有效截面积减小,屈服强度下降等变化外,其与混凝土黏结性能也会发生变化。
试验研究表明:随着钢筋锈蚀量的增加,变形钢筋与混凝土的黏结
强度比先期略有增加,而后期则有较大幅度的衰退。
钢筋与混凝土之间黏结强度的衰退,使得钢筋的强度不能被全部利用,从而与其他因素一起影响混凝土构件的使用性能和承载力。
2、混凝土碱-集料反应。
碱-集料反应是混凝土组成中的水泥、外加剂、掺和料或拌和水中的可溶性碱和混凝土孔隙中及集料中能与碱反应的活性成分在混凝土硬化过程中逐渐发生的一种化学反应。
碱-集料反应发生于混凝土中的活性骨料与混凝土中的碱之间,反应产物为硅胶体。
这种硅胶体遇水膨胀,产生很大的膨胀压力,从而引起混凝土开裂。
碱混凝土结构一旦发生碱-集料反应出现裂缝后,会使混凝土碳化和钢筋锈蚀速度加快,而钢筋锈蚀产物铁锈的体积远大于钢筋原来的体积,使得裂缝进一步扩大。
若在寒冷地区,混凝土出现裂缝后又会使冻融破坏加速,这样就造成了混凝土工程的综合性破坏。
对此类破坏,目前还没有有效的修补方法。
对碱-碳酸盐反应的预防也尚无有效的措施。
3、混凝土碳化。
空气中的二氧化碳与水泥石中的碱性物质通过复杂的物理、化学过程,相互作用,使混凝土的成分和性能发生变化,使用机能下降,这就是混凝土碳化。
碳化会降低混凝土的碱度,破坏钢筋表面的钝化膜,使混凝土失去对钢筋的保护作用。
混凝土碳化还会加剧混凝土的收缩,导致混凝土的裂缝和结构的破坏。
4、氯离子侵蚀。
我国海域辽阔,海岸线长,基础建设多集中于沿海地区,而海边的混凝土工程由于长期受氯离子侵蚀,混凝
土中的钢筋锈蚀现象非常严重,已建的海港码头等工程多数都达不到设计的使用寿命。
我国北方地区,为保证冬季交通畅行,向道路、桥梁及城市立交桥等撤除冰盐,大量使用的氯化钠和氯化钙,使得氯离子渗入混凝土,引起钢筋锈蚀破坏。
我国盐碱地分布广泛,其腐蚀条件更为苛刻,氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀严重威胁混凝土结构的耐久性。
5、混凝土冻融破坏。
混凝土是由水泥砂浆和粗骨料组成的毛细孔多孔体。
当毛细孔中的水处于饱和水状态,在温度下降到冰点以下时,毛细孔中水结冰,胶凝孔中的水处于过冷状态,胶凝孔中处于过冷状态的水分子因为其蒸汽压高于同温度下冰的蒸汽压而向毛细孔中冰的界面处渗透,于是在毛细孔中又产生一种渗透压力。
此外,胶凝水向毛细孔渗透的结果必然使毛细孔中的冰体积进一步膨胀,毛细孔壁同时承受膨胀压和渗透压两种压力,当这两种压力超过混凝土的抗拉强度时,混凝土就会开裂。
在反复冻融循环后,混凝土中的裂缝会互相贯通,使混凝土由表及里遭到破坏。
三、提高混凝土结构耐久性的对策
1、选择优质的混凝土施工原材料
水泥类材料的强度和工程性能。
是通过水泥砂浆的凝结,硬化形成的,水泥石一旦受损,混凝土的耐久性就被破坏,因此水泥的选择需注意水泥品种的具体性能,选择碱含量小,水化热低,干缩性小,耐热性,抗水性,抗腐蚀性,抗冻性能好的水泥,并结合具
体情况进行选择。
集料的选择应考虑其碱活性,耐蚀性和吸水性,同时选择合理的级配,改善混凝土拌合物的和易性,提高混凝土密实度:掺混合材混凝土,是提高混凝土耐久性的有效措施。
即近年来发展的高性能混凝土。
2、加强管理,严格控制施工的质量
主要从混凝土结构保护层的厚度控制、混凝土结构各种孔隙的控制以及水灰比控制等几个方面进行。
针对不同的腐蚀环境应设计不同的保护层厚度,预防外界介质渗入内部腐蚀钢筋。
混凝土结构及构件宜整体浇筑,不宜留施工缝;节点构造设计应考虑构件受局部损坏后的整体耐久能力i设计时应考虑耐久的要求、混凝土配比,刚氏用水量,减小水灰比,降低水化热,减少收缩裂缝,提高密实度,采用合理的减水剂和引气剂,使混疑土的总孔隙率大幅度刚匠;改善混凝土内部结构,掺入足量的混合料,提高混凝土耐久性能。
3、加强混凝土结构的日常维护
结构在使用阶段,应注意检测,维护和修理,对处于露天和恶劣环境下的基础设施工程更应如此,建立检测和评估体系,及时发现,及时修理,确保混疑土结构的正常使用。
在使用中,应尽量避免结构承受超重荷载、接触腐蚀性物质,并尽量减少冻融环境的影响。
同时在结构建成后定期检查,在结构破坏超过一定的界限后,就需要详查破坏原因并评估是否需要维修或加固。
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